市政道路施工中高性能混凝土的裂缝控制关键技术探讨

摘要：高性能混凝土裂缝控制技术在市政道路工程中的应用能够有效提高市政道路的使用质量及其使用寿命。通过对高性能混凝土性能特征进行充分掌握，并充分结合现场道路裂缝产生的原因进行探讨与研究，采取针对性的科学裂缝处理措施，能够有效提高市政道路的结构强度及其承载力。为此，本文对具体项目进行分析，介绍了高性能混凝土的具体情况，并在此基础上探讨了市政道路施工中高性能混凝土的裂缝控制关键技术，希望能为我国市政工程建设水平的提升提供参考和借鉴。
  关键词：市政道路；道路施工；高性能混凝土；裂缝控制

Discussion on Key Technologies for Crack Control of High Performance Concrete in Municipal Road Construction

Li Xiuling

Shanghai Shenbao Construction Engineering Co., Ltd. Shanghai 200083

Abstract: The application of high-performance concrete crack control technology in municipal road engineering can effectively improve the quality and service life of municipal roads. By fully understanding the performance characteristics of high-performance concrete and exploring and researching the causes of on-site road cracks, targeted scientific crack treatment measures can be taken to effectively improve the structural strength and bearing capacity of municipal roads. Therefore, this article analyzes specific projects, introduces the specific situation of high-performance concrete, and explores the key technologies for crack control of high-performance concrete in municipal road construction based on this. It is hoped that this can provide reference and inspiration for the improvement of China's municipal engineering construction level.

Keywords: municipal roads; Road Construction; High performance concrete; crack control
前言：

随着城市化进程的不断加快，市政道路作为城市基础设施建设的基础与重要组成部分，其施工质量会与居民的生活质量以及城市的交通运行效率之间产生直接的联系。高性能混凝土是一种具有较强物理力学性能的新型建筑材料，在我国市政道路工程施工中得到了广泛的应用与一致的认可。然而，高性能混凝土在具有高耐久性以及高强度等优势的同时，也往往面临着裂缝控制这一重大的问题。裂缝的出现与存在不但会对道路的美观程度与使用寿命造成不良影响，严重时还可能会对道路的结构安全造成严重的威胁。

一、项目概述

本项目位于浦东新区高行镇德爱路，西起浦东北路，东至张杨北路。道路全长约1060米，规划红线宽24米，道路等级为城市支路，工程内容包括道路工程、桥梁工程、排水工程、绿化、照明、信号灯、交通标志标线等相关附属设施工程。

拟建道路等级为城市支路，设计符合《城市道路工程设计规范》中支路平面线形标准，路线走向遵循规划红线，工程范围全线为一条直线。工程范围西起浦东北路(K0+000.713)，东至张杨北路(K1+059.820)，路线全长1.059km，道路红线宽度24m。

道路标准横断面布置为：2.5m（人行道）+2.5m（绿化带）+14.0m（车行道）+2.5m（绿化带）+2. 5m（人行道）=24m。车行道路面横坡为2%，设双向直线路拱。人行道横坡为直线坡，坡度2%，与车行道横坡相反。莲心河桥上 （K0+090～K0+136）桥面横坡为1.5%，桥两侧各设20m横坡渐变段。

图1 道路标准横截面图

二、高性能混凝土介绍

高性能混凝土是一种新型高技术混凝土，采用常规材料和工艺生产，具有混凝土结构所要求的各项力学性能，且具有高耐久性、高工作性和高体积稳定性的混凝土。高性能混凝土以耐久性作为设计的主要指标，针对不同用途要求，对下列性能重点予以保证：强度、耐久性、体积稳定性、适用性和经济性。为此，高性能混凝土在配置上的特点是采用低水化热、使用级配良好的骨料，且必须掺加足够数量的掺合料和高效外加剂，且要注意施工工艺。

三、市政道路施工中高性能混凝土的裂缝控制关键技术

（一）优化混凝土配合比设计

选择适宜的骨料与水泥，是对高性能混凝土裂缝进行有效控制的重要步骤。本项目在选择水泥时优先考虑选用低水化热的水泥品种，例如P.O42.5水泥。这类水泥在水化过程中不会释放过多的热量，能够有效减少混凝土内部的温度应力，降低裂缝风险。与此同时，对于粗骨料进行选择时，我们也选择了粒径在5-25mm之间的连续级配石子，并且保证石子的含泥量小于1%，而且片状与针状颗粒的含量也严格控制在15%以下。这种骨料不但力学性能较为良好，而且能够有效减少水泥用量与混凝土用水量，实现水化热与收缩裂缝的缓解。

在选择细骨料时，我们选择了中粗砂，并对其含泥量也同样进行了1%的级别控制。中粗砂的颗粒级配较为合理，能够有效减少高性能混凝土中的孔隙率，提高其使用强度与密实性。与此同时，也能够实现水泥用量与用水量的减少，降低裂缝出现的可能性。为了能够进一步实现混凝土使用性能的优化，我们也采用了双掺技术，也就是在混凝土中掺入一定的减水剂与磨细粉煤灰。减水剂能够对混凝土的粘塑性与坍落度进行显著的改善，使得混凝土在保持理想流动性的同时也能够满足泵送的需求。而磨细粉煤灰则能够对混凝土中含有的缝隙进行填充，有效改善混凝土的微观结构，提高其抗裂能力。除此之外，双掺技术的应用还能够对水泥用量进行有效减少，实现水化热的降低。另外，我们也掺入了混凝土膨胀剂，利用膨胀剂自身的补偿收缩特征，能够对大体积混凝土体积收缩所造成的不良影响进行有效的控制。

（二）控制混凝土温度差

在开展高性能混凝土浇筑工作前，我们还特别关注了天气情况，尽可能保证天气温度适宜，这也是对高性能混凝土裂缝进行有效控制的重要措施。在炎热的天气下，高性能混凝土浇筑之后容易由于温度应力过大而出现裂缝问题，为此需要避开高温时段，尽可能选择温度较低的时间或夜间进行浇筑，降低高性能混凝土内部的温度梯度，减少由于温差问题而导致的裂缝。为了能够进一步实现对高性能混凝土温度的有效控制，我们也严格控制高性能混凝土的入模温度，适当的降低高性能混凝土的入模温度，具体来说，就是使用冰水或低温水来对高性能混凝土进行搅拌，使得高性能混凝土的温度得到直接降低。与此同时，还需要对骨料进行降温处理，比如对骨料进行冷气或冷水雾的喷洒、设置遮阳设施避免骨料受到日光直晒等等，保证骨料在搅拌前能够保证保持较低的温度。通过这些措施的应用，可以保证高性能混凝土在入模前其温度不超过30°C。除此之外，在高性能混凝土中掺入缓凝型减水剂，也是能够对其温度裂缝进行有效控制的重要手段。缓凝型减水剂可以对高性能混凝土的初凝时间进行延缓，使得高性能混凝土在较长一段时间内始终保持塑性状态，有助于内部热量的散发，降低高性能混凝土内部温度的峰值。如此一来，不但能够实现高性能混凝土工作性能的提升，还能够有效减少由于温度应力而产生的裂缝。

（三）加强混凝土振捣与养护

在高性能混凝土浇筑的过程中，还必须保证高性能混凝土能够得到充分的振捣，对振捣的次数与频率进行严格把控。既要避免过度振捣而导致出现混凝土离析与分层等问题，也要避免由于漏振而导致混凝土内部残留大量的气泡与水分。项目在实施过程中，我们通过恰当的振捣，对高性能混凝土内部的气泡与水分进行了有效的排除，并且不断提高混凝土的均匀性和密实程度，实现了混凝土力学性能及其耐久性的不断加强。在完成混凝土浇筑工作之后，我们根据施工时的气候、温度及时的采取了湿麻袋覆盖、浇水以及薄膜覆盖等方式进行保湿养护，这也是改善混凝土收缩裂缝的一项重要举措。养护工作开展的目的是保持高性能混凝土表面足够湿润，避免混凝土表面过于干燥而产生收缩裂缝。养护时间则需要根据高性能混凝土的类型以及当前的气候条件来确定，但通常情况下不会少于14天。通过充分的养护工作的开展，能够有效提高混凝土的弹性模量及其早期强度，进一步降低收缩裂缝出现的可能性，保障高性能混凝土结构具有更高的安全性与稳定性。

（四）改善约束条件与应力吸收

在筏板基础与垫层之间设置滑动层，这是一项高效的裂缝控制措施。本项目是通过铺设聚苯板以及塑料布等材料，在垫层与筏板基础之间形成滑动层，有效的改善了混凝土结构的约束条件。由于高性能混凝土在其硬化过程中会产生一定的温度应力，而通过设置滑动层则能够使得垫层与筏板基础之间的空间在出现温度变化时可以实现相对滑动，有效削减温度应力，缓解由于温度变化而出现的裂缝数量与影响。除此之外，在对混凝土路面以及混凝土结构进行设计的过程中，为了能够有效避免裂缝出现，通过与设计沟通，本项目设计并应用了应力吸收层。应力吸收层是利用应力吸收薄膜以及土工格栅加筋等材料组合而成的关键部分，这些材料具有着良好的弹性与韧性，能够对高性能混凝土内部的各种应力进行有效吸收或分散，使得混凝土结构应力分布的更为均匀。一旦混凝土受到外部温度变化或荷载而产生的作用时，应力吸收层就能够在第一时间对应力进行缓冲与分散，从而有效减少外力导致的裂缝问题。

四、结束语

市政道路工程施工中对高性能混凝土进行裂缝控制，是一个涉及到施工工艺、材料选择、配合比设计以及养护管理等多方面工作内容的系统性工程。通过优化材料配比设计、降低混凝土施工与养护过程中的温度差、改善约束条件以及削减温度应力等措施的应用，能够对高性能混凝土裂缝问题进行有效的控制。未来，随着混凝土技术的快速发展、进步以及施工管理体系的不断完善，市政道路施工中高性能混凝土裂缝控制工作也会取得更为理想的成效，从而为城市基础设施的建设与发展奠定坚实的基础，不断提高工程建设的经济效益与社会效益。

参考文献：

[1]舒震林,高春吉,任新昌,等.秋冬季节超长混凝土结构裂缝控制关键技术研究[J].混凝土世界,2024,(10):46-51.

[2]柳航,闵强,徐可,等.镁质高性能混凝土抗裂剂在地下工程防水中的应用[J].江西建材,2022,(11):273-274+277.

[3]周然,曾繁涌,曾宪锋.富水砂层地下车站混凝土裂缝控制施工技术分析[J].中国新技术新产品,2022,(09):116-118. 

[4]王德民,郭耀雄,潘玮璠,等.苏州轨道交通工程超长梁板结构裂缝控制关键技术[J].新型建筑材料,2022,49(01):49-52.

[5]黄晓芹.地铁车站抗渗高性能混凝土配合比设计与裂缝控制方法研究[J].绿色环保建材,2020,(03):148-149. 

[6]吴桥,赵成志.桥梁工程中高性能混凝土早期收缩裂缝控制[J].公路交通科技(应用技术版),2019,15(11):150-152.